Đồng hồ nguyên tử, kết hợp với các phép đo thiên văn chính xác, đã tiết lộ rằng độ dài của một ngày đột nhiên dài ra, và các nhà khoa học không biết tại sao.

Điều này có tác động quan trọng không chỉ đến việc chấm công của chúng ta mà còn cả những thứ như GPS và các công nghệ khác chi phối cuộc sống hiện đại của chúng ta.

Trong vài thập kỷ qua, vòng quay của Trái đất quanh trục của nó - thứ xác định thời gian một ngày - đã được tăng tốc. Xu hướng này đã làm cho ngày của chúng ta ngắn lại; trên thực tế, vào tháng 2022 năm XNUMX chúng tôi lập kỷ lục trong một ngày ngắn nhất trong hơn nửa thế kỷ qua.

Nhưng bất chấp kỷ lục này, kể từ năm 2020, tốc độ ổn định đã chuyển sang chậm lại một cách kỳ lạ - ngày càng dài hơn và lý do cho đến nay vẫn là một bí ẩn.

Mặc dù đồng hồ trong điện thoại của chúng tôi cho biết có chính xác 24 giờ trong một ngày, nhưng thời gian thực tế cần Trái đất để hoàn thành một vòng quay duy nhất sẽ thay đổi một chút. Những thay đổi này xảy ra trong khoảng thời gian hàng triệu năm đến gần như ngay lập tức — ngay cả các trận động đất và bão cũng có thể đóng một vai trò nào đó.

Hóa ra một ngày rất hiếm khi chính xác là con số kỳ diệu 86,400 giây.

Hành tinh luôn thay đổi

Trải qua hàng triệu năm, vòng quay của Trái đất đang chậm lại do tác động của ma sát liên quan đến thủy triều do mặt trăng điều khiển. Quá trình đó cộng thêm khoảng 2.3 mili giây vào độ dài của mỗi ngày mỗi thế kỷ. Cách đây vài tỷ năm, một ngày Trái đất chỉ khoảng 19 giờ.

Trong 20,000 năm qua, một quá trình khác đang hoạt động theo hướng ngược lại, làm tăng tốc độ quay của Trái đất. Khi kỷ băng hà cuối cùng kết thúc, các tảng băng ở hai cực tan chảy làm giảm áp suất bề mặt và lớp phủ của Trái đất bắt đầu di chuyển đều đặn về các cực.

Giống như một vũ công ba lê quay nhanh hơn khi họ đưa cánh tay về phía cơ thể - trục mà họ quay - vì vậy tốc độ quay của hành tinh của chúng ta tăng lên khi khối lượng lớp áo này di chuyển gần hơn với trục của Trái đất. Và quá trình này rút ngắn mỗi ngày khoảng 0.6 mili giây mỗi thế kỷ.

Trong nhiều thập kỷ và lâu hơn nữa, mối liên hệ giữa nội địa và bề mặt Trái đất cũng phát huy tác dụng. Những trận động đất lớn có thể thay đổi độ dài của một ngày, mặc dù thường là những trận động đất nhỏ. Ví dụ, trận động đất lớn Tōhoku năm 2011 ở Nhật Bản, với cường độ 8.9 độ richter, được cho là đã làm tăng tốc độ quay của Trái đất bởi một vòng quay tương đối nhỏ. 1.8 micro giây.

Ngoài những thay đổi quy mô lớn này, thời tiết và khí hậu trong thời gian ngắn hơn cũng có những tác động quan trọng đến sự quay của Trái đất, gây ra những biến đổi theo cả hai hướng.

Các chu kỳ thủy triều hai tuần một lần và hàng tháng di chuyển khối lượng xung quanh hành tinh, gây ra những thay đổi về độ dài của ngày lên đến một phần nghìn giây theo một trong hai hướng. Chúng ta có thể thấy sự thay đổi của thủy triều trong bản ghi độ dài ngày trong khoảng thời gian dài tới 18.6 năm. Sự chuyển động của bầu khí quyển của chúng ta có một tác động đặc biệt mạnh mẽ, và các dòng hải lưu cũng đóng một vai trò nào đó. Tuyết phủ theo mùa và lượng mưa, hoặc khai thác nước ngầm, làm thay đổi mọi thứ hơn nữa.

Tại sao Trái đất đột ngột chạy chậm lại?

Kể từ những năm 1960, khi các nhà khai thác kính viễn vọng vô tuyến trên hành tinh bắt đầu phát minh ra các kỹ thuật để đồng thời quan sát các vật thể vũ trụ như chuẩn tinh, chúng tôi đã có những ước tính rất chính xác về tốc độ quay của Trái đất.

So sánh giữa những ước tính này và đồng hồ nguyên tử đã cho thấy độ dài ngày dường như không bao giờ rút ngắn trong vài năm qua.

Nhưng có một tiết lộ đáng ngạc nhiên khi chúng ta loại bỏ các dao động tốc độ quay mà chúng ta biết là xảy ra do thủy triều và các hiệu ứng theo mùa. Cho dù Trái đất đạt đến ngày ngắn nhất vào ngày 29 tháng 2022 năm 2020, quỹ đạo dài hạn dường như đã chuyển từ rút ngắn sang kéo dài kể từ năm 50. Sự thay đổi này là chưa từng có trong XNUMX năm qua.

Lý do cho sự thay đổi này không rõ ràng. Đó có thể là do những thay đổi trong hệ thống thời tiết, với các sự kiện La Niña liên tiếp, mặc dù những sự kiện này đã xảy ra trước đó. Nó có thể làm tăng sự tan chảy của các tảng băng, mặc dù chúng không bị lệch nhiều so với tốc độ tan chảy ổn định của chúng trong những năm gần đây. Nó có thể liên quan đến vụ nổ núi lửa ở Tonga bơm một lượng lớn nước vào bầu khí quyển? Có lẽ là không, vì điều đó xảy ra vào tháng 2022 năm XNUMX.

Các nhà khoa học đã suy đoán rằng sự thay đổi bí ẩn gần đây về tốc độ quay của hành tinh có liên quan đến một hiện tượng được gọi là "Chandler wobble" - một độ lệch nhỏ trong trục quay của Trái đất với chu kỳ khoảng 430 ngày. Các quan sát từ kính thiên văn vô tuyến cũng cho thấy sự dao động đã giảm dần trong những năm gần đây; hai có thể được liên kết.

Một khả năng cuối cùng, mà chúng tôi nghĩ là hợp lý, là không có gì cụ thể đã thay đổi bên trong hoặc xung quanh Trái đất. Nó chỉ có thể là các hiệu ứng thủy triều dài hạn hoạt động song song với các quá trình tuần hoàn khác để tạo ra sự thay đổi tạm thời trong tốc độ quay của Trái đất.

Chúng ta có cần một 'Bước nhảy vọt thứ hai' không?

Việc hiểu chính xác tốc độ quay của Trái đất là rất quan trọng đối với nhiều ứng dụng— các hệ thống định vị như GPS sẽ không hoạt động nếu không có nó. Ngoài ra, cứ sau vài năm, máy chấm công lại chèn giây nhuận vào thang thời gian chính thức của chúng ta để đảm bảo chúng không lạc nhịp với hành tinh của chúng ta.

Nếu Trái đất chuyển sang những ngày thậm chí còn dài hơn, chúng ta có thể cần phải kết hợp "giây nhuận âm" — điều này sẽ là chưa từng có, và có thể phá vỡ internet.

Nhu cầu về giây nhuận âm được coi là không thể xảy ra ngay bây giờ. Hiện tại, chúng ta có thể chào đón tin tức rằng — ít nhất là trong một thời gian — tất cả chúng ta đều có thêm vài mili giây mỗi ngày.

Bài viết này được tái bản từ Conversation theo giấy phép Creative Commons. Đọc ban đầu bài viết.

Ảnh: qimono / 504 hình ảnh